Astrofísica mentora de PROVOCA desarrolló taller de astroacuarela y expuso ante la Comisión científica del Congreso Nacional

Publicado el | por Andrea Riquelme
  • Incorporando astronomía y arte, Alejandra Rojas, astrofísica de la Universidad de Antofagasta y mentora de la iniciativa PROVOCA, que busca promover vocaciones científica entre mujeres y otras minorías subrepresentadas de la sociedad; despliega sus técnicas de comunicación efectiva y de pintura para enseñar sobre planetas y galaxias a la comunidad antofagastina. También compartió su mirada como mujer STEM ante la comisión científica del Congreso Nacional.

Alejandra Rojas Lilayú es astrofísica de la Universidad de Antofagasta, además de mentora de PROVOCA, iniciativa de AUI/NRAO que busca promover, guiar y acompañar vocaciones femeninas en el área STEM (por si sigla en inglés asociada a ciencia, informática, ingeniería y matemática), de modo de reducir la brecha de género en disciplinas hasta hoy dominadas por los hombres. Desde 2022 imparte un novedoso ciclo de talleres de astroacuarela para adultos mayores de Antofagasta, combinando la astronomía y el arte, poniendo en práctica la divulgación científica inclusiva, y haciendo uso de algunas técnicas de comunicación efectiva adquiridas durante su participación en el programa de formación de mentoras PROVOCA.

Respondiendo al espíritu de la iniciativa PROVOCA, Alejandra busca ampliar la divulgación de la astronomía y la astrofísica, impactando no sólo a las minorías de género subrepresentadas en la sociedad, sino también a otros segmentos como son los adultos mayores. «La ciencia sólo tiene sentido si es inclusiva», señala; y es que ella asegura que en la medida que el conocimiento salga de los laboratorios y las universidades, cobrará protagonismo en otros espacios de la sociedad chilena.

A través de su proyecto «Astroacuarela», Alejandra imparte talleres que abordan distintos tópicos de la astronomía, que incluye una pequeña clase teórica, para luego enseñar distintas técnicas de acuarela para plasmar lo aprendido a través de la pintura. Añade: «La idea es acercar la astronomía a la comunidad, de una forma relajada, regalando un momento de calma e inspiración a los participantes».

El taller lo inició el año pasado, con el apoyo de la Comisión de Vinculación del Centro de Astronomía de la Universidad de Antofagasta (CITEVA), a la cual pertenece. El Taller de Astroacuarela I es sobre Planetas y el Taller de Astroacuarela II es sobre Galaxias, y se ha dictado con éxito en tres Casas de Adulto Mayor de la Municipalidad de Antofagasta. Cada taller dura poco más de dos horas y en ellos se enseña sobre astronomía básica y algunas técnicas de acuarela, en las que Alejandra se sigue perfeccionando.  Actualmente, la mentora prepara un tercer taller, esta vez sobre Nebulosas; y espera ampliar su audiencia a todo tipo de público, incluyendo a niños y niñas.

Su formación como mentora PROVOCA sin duda le ha entregado herramientas para llegar de manera más efectiva a diversas audiencias, ello considerando las características de cada una de ellas. Asegura que en la medida que el mensaje se entrega de forma interesante para el público, la ciencia le hace sentido a la ciudadanía. Alejandra aprendió que compartir la ciencia no tiene límites, no necesita de grandes eruditos para ser incorporada como experiencia de aprendizaje, más allá del interés y la capacidad de sorprender con lo maravilloso que ofrece el Universo.

«Ser parte de la red PROVOCA junto a decenas de otras mujeres dedicadas a las STEM, me ha inspirado y motivado a sacar adelante este proyecto. La gratitud de los adultos mayores me ha ayudado a mejorar en términos de comunicación efectiva e incluso me ha permitido resolver mi «síndrome del impostor», ya que en más de alguna oportunidad, sentí que no era la indicada para liderar este tipo de iniciativas. Hoy me siento agradecida de la positiva respuesta de mis alumnos y alumnas, así como de mis estudiantes mentoreadas en PROVOCA, quienes con sus caras de asombro me confirman que estoy en el camino correcto y que puedo inspirar a otros incorporando la ciencia al arte, como un lenguaje universal e inclusivo», sostiene la científica.

 

Ser investigadora en Chile: su exposición ante el Congreso Nacional

Con el mismo propósito de mejorar la investigación y la divulgación científica de la astronomía, Alejandra tuvo la oportunidad, este mes, de exponer ante la Comisión de Futuro, Ciencias, Tecnología, Conocimiento e Innovación de la Cámara de Diputados, en el Congreso Nacional.

Su charla «Desafíos y Obstáculos de la Investigación Astronómica en Chile», no sólo profundizó en su área de investigación sobre núcleos activos de galaxias, sino también abordó la realidad de los investigadores en nuestro país. En este sentido, la astrofísica compartió ante la comisión las trabas y dificultades que surgen al momento de elegir una carrera en las ciencias y la investigación, entre ellas el visado para los colaboradores que buscan estudiar o trabajar a Chile, o algunos requisitos en cuanto a fondos de financiamiento, que muchas veces demoran la adecuada ejecución de los proyectos.

La instancia también le permitió mostrar su experiencia en el programa de mentoría PROVOCA, y el esfuerzo colectivo desde ahí, para concientizar a la comunidad sobre la importancia de las ciencias en el desarrollo del país y una mayor incorporación del talento femenino. Precisamente las técnicas de comunicación efectiva aprendidas en ese espacio de sororidad, le ayudaron a exponer sus inquietudes y desafíos frente a la comisión: «Tuve una buena recepción y los diputados se mostraron muy interesados en revisar y atender las inquietudes presentadas, por lo que estoy muy contenta con el resultado».

En la oportunidad, Alejandra expuso que: «Los astrónomos no estamos solamente en un observatorio viendo las estrellas, también generamos herramientas de programación y estadística, y uso de machine learning, lo que apoya el desarrollo del país». Lamentablemente, este capital humano en investigación muchas veces se ve obligado a buscar cada dos años un nuevo trabajo en otro lugar, dificultando el desarrollo de la vida familiar y el asentamiento; y viéndose obligado a migrar a la industria. Para Alejandra es fundamental concientizar a la sociedad sobre la importancia de la investigación y de buscar la compatibilidad de roles de la mujer para promover realmente la participación femenina en las STEM.

Si quieres ver esta presentación ante el Congreso, visita este link: https://www.youtube.com/watch?v=li50I6YoJJI (minuto 43.50)

 

ALMA revela proceso de reciclaje de gas cerca de un agujero negro supermasivo

Publicado el | por María Fernanda Durán

Un equipo científico internacional hizo un importante hallazgo tras observar con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) el núcleo galáctico activo de la galaxia Circinus. El estudio, realizado a una resolución sin precedentes de cerca de 1 año luz, fue dirigida por Takuma Izumi, profesor asistente del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), y permitió revelar una intrincada danza de flujos de gas alrededor del agujero negro supermasivo de la galaxia, en la que intervienen fases de plasma, atómicas y moleculares. Además, el equipo logró observar en detalle el flujo de acreción que alimenta el agujero negro, impulsado por un mecanismo conocido como inestabilidad gravitacional, y descubrió, para su sorpresa, que no todo ese gas contribuye al crecimiento del agujero negro. En efecto, una parte significativa es expulsada en chorros moleculares o atómicos para luego regresar y ser nuevamente atraída hacia el agujero negro, en un ciclo continuo similar al de una fuente de agua. Este increíble hallazgo traza un nuevo camino hacia una comprensión exhaustiva de las dinámicas de crecimiento de los agujeros negros supermasivos.

En los centros de muchas galaxias masivas hay agujeros negros supermasivos, con masas que pueden superar en 1 millón de veces la masa del Sol. ¿Cómo se forman estos agujeros negros supermasivos? Uno de los mecanismos más importantes detectados en investigaciones anteriores es la acreción de gas, un fenómeno en que el gas de la galaxia anfitriona fluye hacia el agujero negro hospedado en su centro.

El gas que se acumula muy cerca de un agujero negro supermasivo alcanza grandes velocidades al ser atraído por la gravedad del astro. La intensa fricción entre las partículas de gas hace que el gas se caliente hasta alcanzar varios millones de grados y emita una luz brillante. Este fenómeno se conoce como núcleo galáctico activo, y su brillo puede llegar a superar el de todas las estrellas de la galaxia juntas. Lo curioso es que parte del gas que fluye hacia el agujero negro (el flujo de acreción) pareciera ser expulsado en un intenso chorro por efecto de la enorme energía generada por este núcleo galáctico activo.

Tanto los estudios teóricos como las observaciones realizadas a la fecha han proporcionado información detallada sobre los mecanismos de acreción de gas en el centro desde escalas galácticas de 100.000 años luz hasta escalas de unos cientos de años luz. Sin embargo, el fenómeno de acreción de gas en regiones mucho más reducidas, a algunas docenas de años luz del centro de una galaxia, era desconocido hasta ahora debido a la escala espacial tan pequeña que abarca. Para poder entender el crecimiento de los agujeros negros en términos cuantitativos, cabe medir la tasa de acreción y determinar la cantidad y los tipos de gas (plasma, gas atómico y gas molecular) que se expulsan en esos chorros a escalas tan pequeñas. Desafortunadamente, los estudios observacionales no han avanzado mucho en esa área hasta ahora.

Un equipo internacional de investigación encabezado por Takuma Izumi, profesor asistente del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (quien se encontraba afiliado al observatorio y a la Universidad Metropolitana de Tokio cuando se llevó a cabo el estudio), alcanzó un hito sin precedentes a nivel mundial al medir cuantitativamente los flujos de gas y sus estructuras en todas las fases (de plasma, atómica y molecular) a una escala diminuta —de unos pocos años luz— alrededor de un agujero negro supermasivo usando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Las observaciones de gases multifase pueden ayudar a entender a cabalidad la distribución y la dinámica de la materia que rodea un agujero negro. En este estudio se observó la galaxia Circinus, que constituye un núcleo galáctico activo típico del Universo cercano, a una resolución de aproximadamente un año luz, la más alta lograda a la fecha en observaciones de gas multifase en un núcleo galáctico activo.

El equipo de investigación logró observar por primera vez el flujo de acreción hacia el agujero negro supermasivo dentro del disco de gas de alta densidad que se extiende a lo largo de varios años luz desde el centro de la galaxia. Identificar este flujo de acreción siempre había sido una tarea difícil debido a la escala diminuta de la región observada y los complejos movimientos del gas cerca del centro galáctico. Sin embargo, esta vez el equipo de investigación determinó con precisión dónde el gas molecular observado en primer plano absorbía la luz del brillante núcleo galáctico activo situado detrás. Esto fue posible gracias a las observaciones en alta resolución logradas con ALMA, que revelaron, tras un análisis detallado, que este material absorbente se aleja de nosotros. Y como dicho material se encuentra siempre entre el núcleo galáctico activo y nosotros, el equipo logró observar el flujo de acreción desplazándose en dirección del núcleo galáctico activo.

El equipo también logró dilucidar el mecanismo físico de la acreción de gas. El disco de gas genera una fuerza gravitacional tan intensa que no tiene cómo ser sostenida por la presión ejercida por el movimiento del disco. En este tipo de situación, el disco de gas suele colapsar por efecto de su propio peso y dar paso a estructuras complejas que son incapaces de mantener un movimiento estable en el centro galáctico, tras lo cual el gas fluye rápidamente hacia el agujero negro en el centro. ALMA permitió revelar este fenómeno físico, conocido como inestabilidad gravitacional, en el corazón de la galaxia.

El estudio contribuyó, asimismo, a mejorar considerablemente los conocimientos cuantitativos de los flujos de gas alrededor de los núcleos galácticos activos. La tasa de acreción del gas que fluye hacia el agujero negro puede calcularse a partir de la densidad del gas observado y la velocidad del flujo de acreción. Para sorpresa del equipo científico, dicha tasa resultó ser 30 veces superior a lo necesario para sostener la actividad en el núcleo galáctico activo. En otras palabras, la mayor parte del flujo de acreción a escala de 1 año luz alrededor del centro galáctico no contribuye al crecimiento del agujero negro. De ahí la pregunta: ¿adónde se fue todo el gas excedente? El estudio también permitió dilucidar este misterio mediante observaciones de alta sensibilidad de los gases en todas sus fases en los chorros del núcleo galáctico activo detectados por ALMA. Los análisis cuantitativos revelaron que la mayor parte del gas que fluye hacia el agujero negro es eyectada en chorros atómicos o moleculares. No obstante, al no ser lo suficientemente veloces, estos chorros no logran escapar a la fuerza gravitacional del agujero negro y terminan regresando al disco de gas. Allí, vuelven a formar un flujo de acreción hacia el agujero negro, en un fascinante fenómeno de reciclaje de gas en el centro galáctico similar al ciclo de una fuente de agua.

Takuma Izumi celebra: “Detectar flujos de acreción y chorros salientes en una región de unos pocos años luz alrededor de un agujero negro supermasivo en crecimiento, y en particular en un gas multifase, e incluso descifrar el mecanismo de acreción en sí son logros monumentales en la historia de la investigación de los agujeros negros supermasivos”. Y acerca de las perspectivas futuras, agrega: “Para entender a cabalidad el crecimiento de los agujeros negros supermasivos en la historia cósmica, tenemos que estudiar varios tipos de agujeros negros supermasivos distantes. Para eso, necesitamos realizar observaciones en alta resolución y de alta sensibilidad, y tenemos muchas esperanzas puestas en las observaciones futuras con ALMA y los grandes interferómetros de radio de la próxima generación”.

Información adicional

Los resultados del estudio se consignaron en el artículo “Supermassive black hole feeding and feedback observed on sub-parsec scales” (‘Alimentación y retroalimentación de un agujero negro supermasivo observado en escalas de subparsecs’) de Takuma Izumi et al., publicado en la revista Science el 3 de noviembre de 2023 ((DOI: 10.1126/science.adf0569).

Esta investigación se financió con fondos de las Becas de Investigación Científica de ALMA NAOJ 2020-14A y 2022-21A, la Beca de Investigación ALMA Japón para el proyecto ALMA NAOJ código NAOJ-ALMA-271 y fondos de investigación de la Sociedad Japonesa para el Fomento de la Ciencia (JP20K14531, JP21H04496, JP17H06130, JP21K03632, JP19K03937, JP20K14529, JP20H00181, JP22H00158 y JP22H01268).

El Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), socio de ALMA en representación de Asia del Este, publicó el comunicado de prensa original.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) en Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus Estados miembros, por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI) en nombre de América del Norte, y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona el liderazgo unificado y la gestión de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.

Imágenes

Las distribuciones del monóxido de carbono (CO, que refleja la presencia de gas molecular de densidad media), de carbono atómico (C, que refleja la presencia de gas atómico), de ácido cianhídrico (HCN, que refleja la presencia de gas molecular de alta densidad) y de línea de recombinación de hidrógeno (H36α; que refleja la presencia de gas ionizado) están representadas en rojo, azul, verde y rosado, respectivamente. En el centro se aprecia un núcleo galáctico activo. Esta galaxia es conocida por su estructura inclinada desde la zona externa hacia la región interna, donde la región central parece casi un disco de perfil. El denso disco de gas en el centro (en verde) tiene un tamaño de aproximadamente 6 años luz, y ha podido observarse gracias a la alta resolución de ALMA (como puede verse en la imagen ampliada). El chorro saliente de plasma es casi perpendicular al disco central. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Izumi et al.
Las distribuciones del monóxido de carbono (CO, que refleja la presencia de gas molecular de densidad media), de carbono atómico (C, que refleja la presencia de gas atómico), de ácido cianhídrico (HCN, que refleja la presencia de gas molecular de alta densidad) y de línea de recombinación de hidrógeno (H36α; que refleja la presencia de gas ionizado) están representadas en rojo, azul, verde y rosado, respectivamente. En el centro se aprecia un núcleo galáctico activo. Esta galaxia es conocida por su estructura inclinada desde la zona externa hacia la región interna, donde la región central parece casi un disco de perfil. El denso disco de gas en el centro (en verde) tiene un tamaño de aproximadamente 6 años luz, y ha podido observarse gracias a la alta resolución de ALMA (como puede verse en la imagen ampliada). El chorro saliente de plasma es casi perpendicular al disco central. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Izumi et al.
Ilustración que representa la distribución de medio interestelar en el núcleo galáctico activo de acuerdo con los resultados de esta observación. El gas molecular de alta densidad fluye de la galaxia hacia el agujero negro siguiendo el plano del disco. El material acumulado alrededor del agujero negro genera una gran cantidad de energía que destruye el gas molecular y lo devuelve a los estados atómico y de plasma. La mayor parte de estos gases multifase es expulsada en chorros proyectados por el núcleo (incluidos chorros de plasma hacia arriba del disco y chorros moleculares o atómicos principalmente diagonales). La mayoría de estos chorros regresarán al disco, en forma similar a los chorros de una fuente de agua. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Izumi et al.
Ilustración que representa la distribución del medio interestelar en el núcleo galáctico activo de acuerdo con los resultados de esta observación. El gas molecular de alta densidad fluye de la galaxia hacia el agujero negro siguiendo el plano del disco. El material acumulado alrededor del agujero negro genera una gran cantidad de energía que destruye el gas molecular y lo devuelve a los estados atómico y de plasma. La mayor parte de estos gases multifase es expulsada en chorros proyectados por el núcleo (incluidos chorros de plasma hacia arriba del disco y chorros moleculares o atómicos principalmente diagonales). La mayoría de estos chorros regresarán al disco, en forma similar a los chorros de una fuente de agua. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Izumi et al.

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